Optimización de granjas de dispositivos para la extracción de energía del oleaje

Abstract

En las últimas décadas, la explotación de los combustibles fósiles ha dado lugar a múltiples problemas medioambientales, agravando problemas como el calentamiento global y el cambio climático. Por ello,el ser humano ha tenido que buscar nuevas fuentes de energía respetables con el medioambiente, aquellas llamadas renovables. Sin embargo, dado que todavía dependemos en gran medida de los combustibles fósiles,es necesario un mayor desarrollo de dichas energías alternativas. Por otro lado, mientras que energías como la solar,la eólica o la hidráulica convencional han alcanzado altos niveles de desarrollo,otras como la extracción de energía del mar aún están en fase de desarrollo. Los mares y océanos contienen ingentes cantidades de energía, de la cual sólo se aprovecha un mínimo porcentaje, por lo que es necesario avanzar aún más en este tipo de energías. Este trabajo se va a introducir en la extracción de energía del mar, más concretamente en la explotación de la energía del oleaje. El objetivo general del trabajo es establecer una metodología para la optimización de la configuración de una granja de convertidores de energía del oleaje(Wave Energy Converters, WECs).Esta metodología se aplicará a un caso práctico en la costa de Cádiz.Para ello se va a estudiar el comportamiento de la granja a lo largo de su vida útil(25años),implementando un modelo numérico de propagación de oleaje (Delft3D), y evaluando el recurso energético en términos de la energía de la ola,que depende de la altura de ola en los dispositivos. Para el estudio,se ha calculado el recurso energético en cada dispositivo,así como diversos factores para hacer un análisis más en profundidad, tales como la correlación, el error medio cuadrático,elqfactor, la producción unitaria y parámetros relativos a la operación de las granjas. En el análisis realizado de los resultados obtenidos, se ha concluido que el parámetro fundamental para la eficiencia de los dispositivos es la separación entre los mismos,ya que las interacciones que se producen entre dispositivos son fundamentales para su funcionamiento. Usando los resultados de este Trabajo Fin de Grado,además,se ha elaborado un artículo científico,pendiente de publicación en la revista Applied Energy.

Over the last decades,several environmental problems have been produced by theuse of fossil fuels, aggravating issues like global warming and climate change.This have made us to look for new energy sources that respect the environment, which are called renewable energies.However,that is not enough,because we still depend on fossil fuels,so we still have a lot to do. Nevertheless,while solar,wind or conventional hydraulic energies have been thoroughly developed,others energies like sea energy are still in investigation stage.Oceans and seas área huge energy source,and we only use a Little proportion,so it is necessary to progress more in this kind of energies.This work focus on sea energy extraction,in detail in wave energy operation. The aim of this work is to stablish a methodology for the optimization of a Wave Energy Converters(WECs)farm.This methodology will be applied to a practical case at the coast of Cadiz.For that,the behaviour of the farm will be analysed during its lifetime (25 years), using awave propagation numeric model (Delft3D), and evaluating the energy resource in terms of wave energy,that depends on the wave height at the devices. For the study,the energy resource has been calculated at each device, just like some factors for a deep study, like correlation, root mean square error, qfactor, unit production and parameters related to farm operation.To sum up,the main factor for the devices efficiency is the distance between devices,because the interactions that happen are fundamental for its working. A paper has been made using the results of this Final Degree Work(To be submitted to AppliedEnergy).